1、 北方民族大学学士学位论文论文题目: 便携式温湿度测量仪的设计与制作 北方民族大学教务处制I毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
2、按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： II学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授
3、权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日III摘 要无论是工业 生 产 还 是 科 技 研 究 、 医 疗 、 国 防 等 领 域 ， 经 常 涉 及 到 温 度 和 湿度 两 个 物 理 参 数 ,对 其 精 确 的 测 量 是 各 个 领 域 的 基 本 要 求 ， 并 且 有 着
4、重 大 的 意义 。 本 文 介 绍 了 一 种 基 于 单 片 机 的 温 湿 度 测 量 仪 。 采 用 SHT10 温 湿 度 传 感 器作 做 为 信 号 采 集 模 块 ， 通 过 12864 液 晶 屏 将 测 量 显 示 出 来 。 测 量 仪 还 配 有 按键 和 蜂 鸣 器 ， 可 以 设 定 报 警 上 下 限 。 当 测 量 值 超 出 报 警 限 时 ， 蜂 鸣 器 发 出 声 音报 警 。 另 外 测 量 仪 内 部 设 计 了 RS-485 转 换 电 路 ， 可 以 将 测 量 值 和 报 警 上 下 限传 给 上 位 计 算 机 。 本 设 计 包 括 设 计
5、和 制 作 部 分 。 其 中 设 计 部 分 由 硬 件 设 计 和 软件 设 计 组 成 ， 软 件 设 计 包 括 对 温 湿 度 传 感 器 信 号 采 集 和 处 理 程 序 ， 按 键 处 理程 序 ， 12864 液 晶 驱 动 和 显 示 程 序 ， 外 部 存 储 芯 片 读 写 程 序 ， 与 上 位 机 通 信 程序 。 硬 件 设 计 包 括 升 压 电 路 ， 单 片 机 系 统 电 路 ， RS-485 转 换 电 路 ， 液 晶 驱 动电 路 ， 蜂 鸣 器 报 警 电 路 。 本 设 计 经 过 测 量 ， 功 能 达 到 任 务 书 要 求 。关 键 词 温
6、度 湿 度 测 量 单 片 机 制 作IVABSTRACTWhether industrial production or technological research, medical, defense and other fields, often related to two physical parameters of temperature and humidity.Precise measurement is the basic requirements of the various fields and has great significance.This article de
7、scribes the temperature and humidity measuring instrument based on the MCU.SHT11 temperature and humidity sensor as signal acquisition module, 12864 LCD display measuring value. You can set the security alarm line, when the measured value exceeds the alarm level, the buzzer sound indicates an alarm.
8、In addition, the inside of the measuring instrument designed RS458 converter circuit,though which The measuring instrument can communicate with the PC.on the other words ,Measuring instrument send the measured values And through the host computer you can set the alarm line .The graduation project in
9、cluding the design and production.The design part include hardware and software design。Software design include temperature and humidity sensor signal acquisition and processing procedures, the key handler, 12864 LCD driver and display program, external memory chips reading and writing procedures, to
10、 communicate with the host computer program.Hardware design include step-up circuit, the MCU system circuit, the MAX conversion circuit, LCD driver circuit and buzzer alarm circuit。This design can be simulated by pretus .Products have been measured ,which can reach the requirements of the mission st
11、atement.KEYWORDS temperature humidity measure MCU makeV目录前言 .1第 1 章 系统总体设计 .21.1 系统设计任务要求 .21.1.1 系统设计任务 .21.1.2 系统设计要求 .21.2 重点研究内容与实现方法 .31.2.1 重点研究内容 .31.2.2 实现途径及方法 .31.3 系统总体设计方案 .31.3.1 核心处理部分 .31.3.2 温湿度传感器部分 .41.3.3 显示部分 .51.3.4 电源部分 .61.3.5 其它部分 .6第 2 章 硬件电路设计 .72.1 核心处理电路 .72.1.1 振动器和时钟 .7
12、2.1.2 复位电路 .72.2 电源电路 .82.3 显示电路 .92.4 通信电路 .102.5 存储芯片电路 .112.6 按键电路 .122.7 传感器连接电路 .122.8 系统总电路图 .13第 3 章 软件设计 .143.1 主程序 .143.2 测量程序 .15VI3.2.1 启动传感器 .153.2.2 温度测量 .153.2.3 测试值处理 .163.2.4 温湿度测量子程序流程图 .193.3 显示程序 .203.4 键盘程序 .213.5 通信程序 .22第 4 章 程序编写和仿真 .254.1 程序编写 .254.2 软件仿真 .25第 5 章 调试 .285.1 静
13、态调试 .285.2 联机仿真调试 .28总结 .30致谢 .31参考文献 .32附录 1：仿真电路图 .34附录 2：电路原理图 .35附录 3：PCB 顶层图 .36附表 4：PCB 底层图 .37附录 5：实物 PCB 图 .38附录 6：焊接完成图 .39附录 7：设计程序 .40附录 8：英文原文 .65附录 9：中文翻译 .71北方民族大学学士学位论文 便携式温湿度测量仪的设计与制作1前言温湿度是自然界中和人类打交道最多的两个物理参数，无论是在生产实验场所，还是在居住休闲场所，温湿度的采集或控制都十分频繁和重要。据统计，全球每年有 1/4 以上的工业制造不良品与潮湿的危害有关 1。
14、对于电子工业，潮湿的危害已经成为影响产品质量的主要因素之一。温湿度测量广泛应用于农业研究、工业、环保、卫生防疫、实验室、建筑业、仓储运输、博物馆、温室等领域。传统上温度测量和湿度测量是分开的。随着科技的进步出现了温湿度共测的传感器，目前数字温湿度仪器正是基于这种传感器设计的。数字式温湿度仪的出现，克服了传统水银温度计读难，使用范围窄，传统干湿球显示法的复杂，精度低等缺点。随着电子技术的发展，特别是传感器技术有了前所未有的突破，温湿测量仪的设计也受到广泛关注，越来越多的专家学者在这方面进行了广泛的研究。在 2010 年第 23 卷第 10 期电子科技杂志上，朱楠、赵树田发表的湿度温度监控系统设计
15、一文介绍了利用 Sensirion 公司的一款数字温度湿度传感器SHT11,这款传感器的特点是芯片内部有一个加热器。由于这个加热器的存在。使得经过加热前后通过对测出的相对温湿度值进行比较，可以确定传感器是否工作在正常状态同时使得在潮湿的环境下使用加热器可以避免传感器凝露，缩短响应时间，提高精度 2。在 2010 年第 1 期的现代计算机（专业版） 杂志上刘志军、高志一、管勇中发表了基于 SWC 数字温度湿度计设计一文，作者介绍了使用两个单片机分别处理温度信号和湿度信号的设计方案 3，电路简单实用。徐晓冰、乐敛军在 2010 年第 9 期的科技与生活上发表的仓库温度湿度测量系统设计一文中介绍到了
16、使用温度传感器和湿度传感器分别测量温湿度，使用一个单片机进行测量数据处理的设计方案 4。陈静在科技信息2011 年的第 28 期上发表的基于单片机的温度湿度系统设计一文中介绍使用 DHT11 温湿度传感器和 AT89S52 单片机实现温湿度测量的方案 5。本课题旨在设计制作一种便携式的数字温湿度测量仪，它采用两节干电池供电，具有体积小、携带方便的特点。同时它还带有 RS485 接口，与上位计算机配合可以方便的构成数据采集网。北方民族大学学士学位论文 便携式温湿度测量仪的设计与制作2第 1 章 系统总体设计1.1 系统设计任务要求 1.1.1 系统设计任务 熟悉使用单片机系统、SHT10 温湿度
17、传感器、12864 液晶屏等器件，设计出一款使用单片机做为处理器的温湿度测量仪。它能够实时在 12864 液晶屏上显示出当前温湿度，同时液晶屏上还显示人为可设置的报警限，当温度或者湿度超出设定范围时，蜂鸣器发出报警声。将测量仪与上位机连接，可将当前温湿度值和报警上下限上传给上位机。报警上下限通过仪器自带的键盘和上位机设定。主要技术指标有以下1 温度测量范围和精度为-40100，2。2 湿度测量范围和精度为 0100RH，4RH。测量仪采用电池供电。3 3V 直流电源供电。4 带 RS-485 通信接口，可将数据上传给上位计算机。1.1.2 系统设计要求达到以下六点要求1 根据设计任务，采购系统
18、所需元器件。2 使用 Protel99 软件完成系统电路原理图设计，并根据 PCB 图制作出 PCB实物电路板。3 完成硬件组装和调试。4 使用 Keil 开发环境设计程序完成各项功能。5 使用 Proteus 软件完成电路仿真。6 完成硬件调试，保证硬件能正常工作。北方民族大学学士学位论文 便携式温湿度测量仪的设计与制作31.2 重点研究内容与实现方法1.2.1 重点研究内容本 课 题 的 工 作 包 括 硬 件 和 软 件 两 部 分 。硬 件 部 分 包 括 集 成 温 湿 度 传 感 器 、 单 片 机 系 统 、 液 晶 显 示 模 块 、 键 盘 、 非易 失 数 据 存 储 芯
19、片 、 RS-485 接 口 电 路 、 电 源 变 换 电 路 等 。 重 点 集 成 温 湿 度 传 感器 的 选 型 ， 难 点 是 硬 件 的 设 计 、 制 作 与 系 统 的 调 试 。软件部分主要是测量程序的设计。重点是集成温湿度传感器数据读取模块、显示模块、键盘处理模块以及通信协议的设计。难点是测量数据的处理和显示模块的驱动和通信协议的设计。1.2.2 实现途径及方法本课题主要通过资料查找、设计需求分析、系统总体设计，软硬件总体设计、详细的软件与硬件设计、硬件采购、PCB 加工、硬件组装、软硬件调试、功能验证等过程完成。本课题利用 Protel 软件完成硬件设计，使用 keil
20、 51 软件完成全部控制软件的仿真调试工作，通过硬件仿真器完成软硬件调试，最后通过实际测试来验证仪器的全部功能。1.3 系统总体设计方案1.3.1 核心处理部分目 前 市 场 上 已 有 很 多 不 同 的 处 理 芯 片 ， 基 于 成 本 和 性 能 考 虑 ， 本 设 计 将STC 单 片 机 做 为 处 理 芯 片 。 价 格 方 面 STC 比 一 般 处 理 芯 片 低 ， 这 里 不 再 阐 述 ，主 要 从 性 能 方 面 叙 述 。 STC89C52 是 一 款 8 位 处 理 器 ， 内 部 自 带 8K ROM， 足 以存 入 现 实 任 务 要 求 的 C51 程 序 。 STC89C52 具 有 两 个 外 部 中 断 ， 可 以 满 足 由 中 断触 发 的 按 键 设 计 。 STC89C52 的 串 行 接 口 是 一 个 全 双 工 增 强 性 的 UART 通 信 接 口 ，
